芯思想 | 美国军用GaN进展情况

2005年，美国国防部高级研究计划局(DARPA)为开始将氮化镓(GaN)视为砷化镓(GaAs)的替代品，开始为制造商提供GaN研发资金，从而开始致力于其发展。可以说近十年来，电子战和雷达最大的变化之一就是材料由GaAs向GaN过渡，度由此带来功率、可靠性和经济上的改善。已经证实，在可靠性和导热率方面GaN都超过GaAs。

GaN已经在大部分高功率军事应用中占据强有力的稳固地位，，并已占领一些有线电视和蜂窝基础设施市场，但是LDMOS目前仍占据基础设施和工业市场的绝大部分份额。但这种情况可能很快就会改变，因为GaN性能与LDMOS基本相当甚至更胜一筹。

当其他国家的制造厂商都在关注3或4英寸的GaN晶圆，美国制造商已经将重心转移到6英寸的GaN晶圆生产上。一些公司已经宣布会在接下来的一到两年内转到6英寸生产上。

Qorvo
Qorvo成立于2015年1月，其前身是RFMD和TriQuint。Qorvo是全球移动、基础设施和航天航空/国防应用领域提供核心技术和RF解决方案的领先供应商，可让战略客户获得全球最广泛、最先进的III-V技术组合。

Qorvo(TriQuint)公司于1999年开始探索GaN的可行性，并于2008年推出了第一个SiC基GaN的生产工艺。

2014年6月Qorvo(TriQuint)达到了制造成熟度(MRL)9级，2014年7月29日公司也被美国国防部(DoD)认证为可提供代工、后道工艺、封装和组装、射频测试等服务的微电子可信供应商（种类A1），是第一个实现GaN射频芯片制造成熟度MRL达到9级的生产商，符合全部性能、成本和产能目标，并具备全速率生产的能力。

2015年5月Qorvo推出了采用GaN的Ku和Ka波段的功率放大器，能提高商业小孔径终端和军用卫星通信的效率、增益和功率。

2015年9月公司成功将专有的SiC基QGaN25工艺技术扩展用于在6英寸晶圆上生产单片微波集成电路（MMIC），预计从4英寸过渡到6英寸晶圆，大约能使Qorvo公司的碳化硅基氮化镓生产能力增加一倍，并且有利于降低制造成本，对价格实惠的射频器件生产，能起到显著的推进作用。

Qorvo公司认为GaN已经成熟，公司GaN产量的增加源于从有线电视到手机信号塔的商业需求。

Qorvo公司目前有三大工艺QGaN50(0.5µm)、QGaN25(0.25µm)、QGaN15(0.15µm)，之前作为独立的公司，RFMD和TriQuint都提供GaN制造服务，但自从合并为Qorvo以来，它们则只与"战略"客户(如Lockheed Martin)合作。

Raytheon
Raytheon公司是美国甚至全球军工技术、政府与商业电子技术等行业的龙头老大。
公司1999年开始研究氮化镓中，2000年推出第一个MMIC产品；2009年开始在4英寸基板上生产，目前公司所有产品都符合DARPA的标准

公司位于美国马萨诸塞州的制造厂属于公司国防部门RF Components，通过美国国防部(DoD)的认证，成为1A类"可信代工Trusted Foundry"服务提供商。

2014年6月，雷声公司表示已经成功地演示了装备有AESA和GaN的"爱国者"雷达。基于GaN的AESA赋予雷达360°的监视能力。

2015年2月，美国政府批准雷声公司研制的装备有AESA/GaN的新型"爱国者"雷达进入国际市场销售。

2015年雷声公司的AMDR雷达将作为首个采用GaN芯片的雷达交付，AMDR雷达将被整合到美国海军DDG 51 Flight III型驱逐舰上。

MACOM
MACOM是射频微波领域的先驱者，是全球领先的射频/微波/光学半导体和混合光、电芯片的完整解决方案领先供应商。

MACOM有两大类氮化镓器件，第一类是基于碳化硅衬底的氮化镓器件；第二类是基于硅衬底的氮化镓器件，第二类性价比很高。

公司开发基于硅衬底的氮化镓功率放大器，在尽量接近基于碳化硅工艺的基础上，把成本降低了很多。这将非常有助于推动氮化镓半导体工艺往大批量有低成本要求的商业领域应用进行拓展。在用量非常大的无线能源和无线通信领域，比如基站等应用，我们基于硅衬底的氮化镓功率放大器成本和传统LDMOS的成本现在是可以比拟的。

Northrop Grumman
Northrop Grumman是是世界上最大的雷达制造商和最大的海军船只制造商，主要为全球客户提供系统协同化、防卫电器和信息技术的创新解决方案，公司位于加利福尼亚州的制造厂通过美国国防部(DoD)的认证，成为1A类"可信代工Trusted Foundry"和"可信设计Trusted Design"服务提供商。位于马里兰州的制造厂通过美国国防部(DoD)的认证，为1A类"可信代工Trusted Foundry"服务提供商。

Northrop Grumman利用内部强大的制造能力，已将GaAs和GaN发射/接收模块混合并匹配到了同一孔径中。

2015年8月25日，Northrop Grumman获得美国海军陆战队900万美元资助，进行GaN生产。

Lockheed Martin
Lockheed Martin与上述竞争对手不同，公司没有晶圆制造厂。公司借助于商业制造厂商美国Wolfspeed公司(原Cree)和Qorvo公司(原TriQuint)。Lockheed Martin的模式是将自己的系统需求交给两个商业制造厂。

Lockheed Martin已经完成"SpaceFence"的系统设计评审。在公司开始进行初始设计评审时，GaN功率放大器已进入第三次迭代过程。在"SpaceFence"雷达达到TRL5级同时，Lockheed Martin做了大量的工作来优化他们与Wolfspeed公司(原Cree)和Qorvo公司(原TriQuint)一同设计的MMIC，以获得尽可能实惠和可靠的功率放大器。2010年在""SpaceFence"雷达达到TRL6级；2012年实现了"SpaceFence"TRL7级。"

Lockheed Martin开发了一种被美国空军称为三坐标远程雷达（3DELRR）的新型L波段雷达，美国空军希望雷达采用GaN。 

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